Un material „imposibil de obţinut” a fost fabricat în Suedia

Materialul nou, pe bază de carbonat de magneziu, a fost numit Upsalite şi i se prevăd deja utilizări importante în industrie şi ingineria mediului. Rezultatele au fost publicate în PLOS ONE.

Materialul ar putea fi utilizat pentru a controla mai eficient umiditatatea ambientală în industria electronică şi cea farmaceutică, pe terenurile de hochei sau în depozite. Poate fi, de asemenea, folosit pentru colectarea reziduurilor toxice, a petrolului sau a altor chimicale deversate, ca şi în controlul mirosurilor, igienizarea după incendii, crearea unor sisteme noi de administrare a medicamentelor etc.

Toate aceste potenţiale utilizări au la bază proprietăţile deosebite ale materialului: suprafaţa foarte mare în raport cu volumului o capacitate foarte mare de absorbţie a lichidelor.

Interesant este că materialul – un carbonat de magneziu amorf – a fost obţinut printr-un proces simplu, la temperaturi joase, în ciuda faptului că, de peste 100 de ani, persista convingerea că este imposibil să se obţină carbonat de magneziu amorf printr-un asemenea proces.

Formele ordonate de carbonat de magneziu – cu atomii aşezaţi într-o structură ordonată – cu sau fără apă în compoziţie, abundă în natură; în schimb, formele amorfe fără conţinut de apă s-au dovedit extrem de greu de obţinut.

În 1908, un studiu german afirma că nu pot fi preparate la fel ca alţi carbonaţi amorfi, barbotând dioxid de carbon într-o suspensie de substanţă în alcool. Alte studii,  publicate în 1926 şi 1961, au ajuns la aceeaşi concluzie.

Totuşi, cercetătorii de la Universitatea din Uppsala au reuşit, deşi întâmplător.

În 2011, ei au modificat uşor parametrii unui experiment de sinteză întreprins anterior (şi nereuşit) şi, din greşeală, au lăsat materialul în camera de reacţie în timpul unui weekend. Când s-au întors la lucru luni dimineaţa, au constatat că se formase un gel rigid care, după uscare, s-a dovedit a avea proprietăţi deosebit de interesante.

După un an de perfecţionări, au reuşit, în fine, să pună la punct metoda de a prepara materialul care fusese considerat „imposibil de obţinut”. 

Cea mai importantă descoperire nu a fost totuşi metoda de obţinere a materialului, în sine, ci proprietăţile deosebite ale acestuia.

Cercetătorii au constatat că Upsalite avea, printre carbonaţii metalelor alcaline, cea mai mare suprafaţă raportată la greutate: 800 de metri pătraţi pe gram! Materialul este plin de pori cu diametrul mai mic de 10 nanometri, ceea ce îi conferă însuşiri remarcabile; de exemplu, poate absorbi apa (în condiţii de umiditate relativ mică)  mai bine decât orice alt material cunoscut, ceea ce deschide calea spre utilizarea lui într-o gamă largă de aplicaţii, în diverse domenii.

Sursa: Science Daily / Credit foto: Forsgren J, Frykstrand S, Grandfield K, Mihranyan A, Strømme M (2013) A Template-Free, Ultra-Adsorbing, High Surface Area Carbonate Nanostructure. PLoS ONE 8(7): e68486. doi:10.1371/journal.pone.0068486